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24 goroutine channel实现并发和并行(一)

24 goroutine channel实现并发和并行(一)

作者: learninginto | 来源:发表于2021-04-08 09:58 被阅读0次
    • 进程和线程

    进程就是一个正在执行的程序。一个进程至少有5种基本状态,它们是:初始态、执行态、等待状态、就绪状态、终止状态。

    线程是进程的一个执行实例,是程序执行的最小单元。

    一个进程可以创建多个线程,同一个进程中的多个线程可以并发执行,一个程序要运行至少有一个进程。

    • 并发和并行

    并发:多个线程同时竞争一个位置,竞争到的才可以执行,每个时间段只有一个线程在执行。

    并行:多个线程可以通知执行,每个时间段,可以有多个线程执行。

    通俗地说,多线程程序在单核CPU上运行就是并发,多线程程序在多核CPU上运行就是并行,如果线程数大于CPU核数,则多线程程序在多个CPU上运行既有并行又有并发

    • Golang中的协程及主线程

    在一个Golang程序的主线程上可以起多个协程。Golang中多协程可以实现并行或并发。

    协程:可以理解为用户级,也就是系统并不直到有协程的存在,是完全由用户自己的程序进行调度的。Golang的一大特色就是从语言层面原生支持协程(goroutine)

    • 多协程和多线程

    Golang中每个goroutine(协程)默认占内存远比Java、C的线程少。

    OS(操作系统)线程一般有固定的栈内存(通常为2MB左右),一个goroutine占内存非常小,只有2KB左右,多goroutine切换调度开销方面远比线程要少。这也是为什么越来越多的大公司使用Golang的原因之一。

    goroutine的使用以及sync.WaitGroup
    • 并行执行需求

    在主进程中开启一个goroutine,该协程每隔50ms输出“你好 golang”,输出10次后退出程序,要求主线程和goroutine同时执行。

    func main(){
        for i := 0; i < 10; i++ {
            fmt.Println("你好golang")
            time.Sleep(time.Millisecond*50)
        }
    }
    

    要求主线程和goruntine同时执行

    func test() {
        for i := 0; i < 5; i++ {
            fmt.Println("test()你好golang")
            time.Sleep(time.Millisecond * 50)
        }
    }
    
    func main() {
        go test()
        for i := 0; i < 5; i++ {
            fmt.Println("main()你好golang")
            time.Sleep(time.Millisecond * 50)
        }
    }
    
    //main()你好golang
    //test()你好golang
    //test()你好golang
    //main()你好golang
    //main()你好golang
    //test()你好golang
    //test()你好golang
    //main()你好golang
    //test()你好golang
    //main()你好golang
    

    更改主进程的时间,让它比协程先结束

    func test() {
        for i := 0; i < 5; i++ {
            fmt.Println("test()你好golang")
            time.Sleep(time.Millisecond * 50)
        }
    }
    
    func main() {
        go test()
        for i := 0; i < 5; i++ {
            fmt.Println("main()你好golang")
            time.Sleep(time.Millisecond * 10)
        }
        //time.Sleep(time.Second)
        //强制让协程晚一点退出
    }
    //main()你好golang
    //test()你好golang
    //main()你好golang
    //main()你好golang
    //main()你好golang
    //test()你好golang
    

    很显然,程序写成这样是不合格的,使用sync.WaitGroup等待协程执行完毕,改写如下:

    首选全局定义sync.WaitGroup,每开启一个协程时执行wg.Add(1),协程执行完毕后wg.Done,最后在主进行后面添加wg.Wait等待所有的协程执行完毕。

    var wg sync.WaitGroup
    func test() {
        for i := 0; i < 5; i++ {
            fmt.Println("test()你好golang")
            time.Sleep(time.Millisecond * 50)
        }
        //协程计数器-1
        wg.Done()
    }
    
    func main() {
        //协程计数器+1
        wg.Add(1)
        go test()
        for i := 0; i < 5; i++ {
            fmt.Println("main()你好golang")
            time.Sleep(time.Millisecond * 10)
        }
        //等待协程执行完毕
        wg.Wait()
        fmt.Println("主线程退出")
    }
    //test()你好golang
    //main()你好golang
    //main()你好golang
    //main()你好golang
    //main()你好golang
    //test()你好golang
    //test()你好golang
    //test()你好golang
    //test()你好golang
    //主线程退出
    

    Go1.5版本之前,默认使用的是单核心执行。Go1.5版本之后,默认使用全部的cpu逻辑核心数。

    func main(){
        //获取当前计算机上面的cpu个数
        cpuNum := runtime.NumCPU()
        fmt.Println("cpuNum=",cpuNum)//cpuNum = 6
        //可以自定义设置使用多个cpu
        runtime.GOMAXPROCS(cpuNum - 1)
    }
    
    • 多个协程之间执行没有顺序
    var wg  sync.WaitGroup
    
    func test(num int) {
        defer wg.Done()
        for i := 0; i <= 5; i++ {
            fmt.Printf("协程(%v)第%v条数据\n", num, i)
        }
    }
    
    func main() {
        for i := 1; i <= 5; i++ {
            wg.Add(1)
            go test(i)
        }
        wg.Wait()
        fmt.Println("关闭主线程")
    }
    //协程(5)第0条数据
    //协程(5)第1条数据
    //协程(5)第2条数据
    //协程(5)第3条数据
    //协程(5)第4条数据
    //协程(5)第5条数据
    //协程(4)第0条数据
    //协程(4)第1条数据
    //协程(4)第2条数据
    //协程(4)第3条数据
    //协程(4)第4条数据
    //协程(4)第5条数据
    //协程(2)第0条数据
    //协程(2)第1条数据
    //协程(2)第2条数据
    //协程(2)第3条数据
    //协程(2)第4条数据
    //协程(2)第5条数据
    //协程(3)第0条数据
    //协程(3)第1条数据
    //协程(3)第2条数据
    //协程(3)第3条数据
    //协程(3)第4条数据
    //协程(3)第5条数据
    //协程(1)第0条数据
    //协程(1)第1条数据
    //协程(1)第2条数据
    //协程(1)第3条数据
    //协程(1)第4条数据
    //协程(1)第5条数据
    //关闭主线程
    

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